GALILEO系統(tǒng)完備性理論及其應(yīng)用研究.pdf

1、即將啟用的GALILEO系統(tǒng)在許多方面具有GPS系統(tǒng)所不具備的優(yōu)勢和特點(diǎn)。該系統(tǒng)的建立和發(fā)展將具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　鑒于GALILEO系統(tǒng)完備性理論研究和應(yīng)用的需求，本文在研究有關(guān)GALILEO系統(tǒng)完備性的概念、基本原理和已有算法等的基礎(chǔ)上，提出了相應(yīng)的理論方法，給出了其算法模型，建立了一套較為系統(tǒng)的、具有GALILEO系統(tǒng)自身特點(diǎn)的完備性理論，為GALILEO系統(tǒng)完備性理論的應(yīng)用和發(fā)展提供了基礎(chǔ)資料。論文主要內(nèi)容如下：

2、>　　1．綜合分析了現(xiàn)有GALILEO系統(tǒng)完備性概念和EGNOS/WAAS完備性基本理論方面的文獻(xiàn)，明確了GALILEO系統(tǒng)中SISE、SISA、SISMA、WUL以及IF等概念、SISE/XPL預(yù)測機(jī)理和算法，系統(tǒng)化了GNSS完備性理論，總結(jié)了具有GALILEO自身特點(diǎn)的完備性理論雛形。
　　2．分析了衛(wèi)星軌道誤差預(yù)報的精度需求，給出了衛(wèi)星軌道誤差的矢量預(yù)報精度為0.36m，標(biāo)量精度為0.63m；系統(tǒng)地總結(jié)了衛(wèi)星軌道誤差隨時間的

3、變化規(guī)律；在此基礎(chǔ)上，研究、選擇了時間序列理論預(yù)測軌道誤差，得出了多項式模型是預(yù)測 SISE的基本模型的結(jié)論。在分析三次多項式時間序列預(yù)測SISE的基礎(chǔ)上，研究了一種多項式時間序列模型預(yù)測SISE的新方法，該算法很大程度上提高了SISE的預(yù)測精度。
　　3．基于衛(wèi)星軌道誤差隨時間的變化規(guī)律和卡爾曼濾波理論的特點(diǎn)，提出了多項式卡爾曼濾波預(yù)測軌道誤差的新理論；以三次多項式為例，構(gòu)建了狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣和其它參數(shù)；提出了多項式卡爾曼濾波預(yù)測衛(wèi)

4、星軌道誤差的思想和方法。模擬分析表明：軌道誤差產(chǎn)生的曲線若為拋物線型，則兩種模型分別適合預(yù)測不同的拋物線類型；若曲線近似為直線型時，利用二次多項式模型預(yù)測精度較高；若預(yù)測前為直線型，預(yù)測段為弧線時，利用二次或三次多項式模型預(yù)測精度都較低，但兩種模型預(yù)測的結(jié)果分布在曲線兩側(cè)，即具有一定互補(bǔ)性。根據(jù)此特性，以二次多項式和三次多項式作為基本模型，取兩種模型預(yù)測結(jié)果的平均值，作為最后的預(yù)測值。數(shù)據(jù)驗證，該算法預(yù)測的精度和可靠性滿足SISE的預(yù)報

5、需求。
　　4．分析了WUL需要達(dá)到的精度要求，以及衛(wèi)星至WUL的方向在地球球形體和橢球體的危險圓上的變化范圍，得出：WUL僅在地球球形體的危險圓上進(jìn)行估計，即可滿足GALILEO全球和區(qū)域完備性監(jiān)測系統(tǒng)的精度需求。在此基礎(chǔ)上，研究了一種有效估計WUL的新方法，建立了其算法模型，并進(jìn)行可靠性和適用性分析，驗證了該方法計算簡單，修正SISE的精度高，且適用于全球。
　　5．分析了我國及周邊地區(qū)利用GALILEO GSS的兩種布

6、設(shè)方案監(jiān)測SISE的精度，結(jié)果表明：（A）正常情況下，兩種布設(shè)GSS的方案，監(jiān)測SISE的精度僅在毫米的差別，其結(jié)果都不超過70cm，我國西南部的周邊地區(qū)和東中沿海及近海區(qū)域，SISE的監(jiān)測精度較低；（B）當(dāng)我國周圍Kra或Lus發(fā)生故障時，SISE監(jiān)測的可靠性受到一定的影響，有必要在我國國內(nèi)增設(shè)GSS。
　　6．以我國某一IGS作為候選的GSS，聯(lián)合30個GSSs，并假設(shè)Kra或Lus發(fā)生故障時，SISE的監(jiān)測精度，研究了GSS